SU836792A1 - Многоканальный след щий преобразовательАНАлОг-КОд - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования многоканальных аналоговых сигналов в цифровой код и ввода их в ЭВМ.

Известен многоканальный аналогоцифровой преобразователь, содержащий группы аналого-цифровых преобразователей, число которых равно числу аналоговых каналов в системе £1J.

С увеличением количества входных каналов пропорционально возрастает число аналого-цифровых преобразователей, что значительно усложняет аппаратуру в целом.

Известен многоканальный преобразователь напряжения в код, содержащий блоки сравнения, блок управления, генератор импульсов, вентиль, счетчик, преобразователь код-напряжение Й.

Преобразователь работает в циклическом режиме, причем в каждом цикле осуществляется преобразование по ' 2 одному из каналов, переключение которых производится сигналами с блока управления.

Это устройство не обладает возможностью измерять косвенные показатели измеряемой величины, характеризующие ее метрологические характеристики.

Целью изобретения является улучшение метрологических характеристик преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный следящий преобразователь •аналог-код, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выход подключен к счетному входу счетчика, 20 выходы которого соединены со входами преобразователя код-напряжение, выход которого соединен с первыми входами блоков сравнения, вторые входы которых подсоединены ко входным ши

836792 4 нам, введены узел приращения, три регистра, группа элементов И и элемент задержки’, выход которого соединен с управляющим входом первого регистра, а вход соединен с выходом переполнения счетчика и с первым управляющим входом второго регистра, второй управляющий вход которого подключен ко второму выходу блока управления, третий выход которого соединен с управляющим входом третьего регистра, входы которого через второй и первый регистры соединены с выходами группы элементов И, причем первые входы каждой подгруппы группы элементов И соединены с выходами соответствующих блоков сравнения, вторые входы подключены параллельно к выходам двух младших разрядов счетчика, при этом выходы двух младших разрядов второго и третьего регистров.подключены к соответствующим входам узла приращения .

На чертеже представлена структурная схема многоканального следящего преобразователя аналог-код.

Преобразователь содержит генератор импульсов 1, ключ 2, счетчик 3, преобразователь код-напряжение 4, блоки сравнения 5, входные шины 6, блок управления 7, элемент задержки 8, группу элементов И·9, регистры 10-12^ узел приращений 13.

Устройство работает следующим образом.

В начале работы на выходе блока управления 7 формируется разрешающий уровень напряжения, который пропускает импульсы от генератора 1 через ключ 2 на вход двоичного счетчика 3. С поступлением каждого из этих импульсов содержимое счетчика увеличивается на единицу. Благодаря этому на выходе преобразователя код-напряжение 4 образуется линейно-ступенчатое напряжение, высота каждой ступеньки которого равна весу младшего разряда счетчика. С возрастанием содержимого счетчика на блоках сравнения 5 производится сравнение указанного ступенча- . того напряжения со всеми входными аналоговыми сигналами, которые подаются через входные шины 6. В момент равенства аналогового сигнала 1-того , входного канала со ступенчатым напряжением на выходе ϊ-того блока сравнения Si вырабатывается сигнал. В пот момент содержимое счетчика 3 со ответствует двоичному коду цифрового значения аналогового сигнала 61-того канала, и указанный импульс через группу элементов И 9-1...9-Ш осущест₅ вляет передачу содержимого двух младших разрядов счетчика 3 в те разряды регистра 10, входы которых подключены к выходу 5i-того блока сравнения. В результате этого в соответствующих 10 разрядах регистра 10 запоминаются два младших разряда двоичного кода аналогового сигнала 5 i-того канала. До переполнения разрядной сетки счетчика 3 на выходах всех блоков сравне15 ния 5 в момент равенства входных сигналов соответствующих каналов с линейно-ступенчатым напряжением вырабатываются сигналы, которые через соответствующие группы элементов И 9 осу20 ществляеют передачу содержимого двух младших разрядов счетчика 3 в соответствующие разряды регистра 10.

При одновременном совпадении двух или нескольких входных аналоговых сигналов со ступенчатым напряжением выходы блоков сравнения 5 этих каналов через соответствующие группы элементов И 9 осуществляют параллельную передачу содержимого младших разрядов счетчика 3 в соответствующие разряды регистра 10.

В момент переполнения разрядной сетки счетчика 3 завершается текущий шаг преобразования входных сигналов в цифровой код. Сигнал переполнения, полученный на выходе старшего разряда счетчика 3, передает содержимое регистра 11 в регистр 12. Этот же сигнал задерживается на’ элементе задержки (одновибраторе) 8 и осуществляет параллельную передачу содержимого регистра 10 в регистр 11.

После этого начинается очередной цикл преобразования входных аналоговых сигналов и параллельно с. этим на узле приращений 13 определяются значение и знак приращений предыдущего шага. При этом определение знака и значения приращений производится, начиная с первого канала, в нарастающем порядке.

После определения разности и знака разности соседних ординат для первого. канала блок управления вырабатывает импульсы сдвига, по которым содержимое регистров 11 и 12 сдвигается на два разряда. При этом па вход узла приращений 13 поступают два млад5 ших разряда цифрового кода второго канала, и на выходе указанного узла 13 формируются разность и знак разности второго канала.

Далее аналогичным образом по им- ц пульсам от блока управления сдвигается содержимое регистров 11 и 12 по. два разряда, и на узле приращений 13 последовательно определяются разность и знак разности остальных каналов. ' 10

Таким образом, до окончания следующего цикла на выходе узла приращений последовательно выдаются разность Δ и знак разности сигналов вход i ных каналов 5. При этом первый вы- 15 ход определяет абсолютное значение разности соседних ординат (Δ X р и принимает значение 1 или 0, вто-₍ рой выход определяет’ знак разности д и также принимает значение 1 20 или 0. Если второй выход принимает значение 1·, это означает, что разность имеет отрицательный знак; если принимает значение 0, это означает, что разность имеет положительный знак, 25

Преобразуя реальные многомерные сигналы, устройство использует один преобразователь аналог-код, при этом значительно улучшаются метрологические характеристики многоканального 30 следящего преобразователя аналог-код.

Claims (2)

1. (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АНАЛОГ-КОД нам, введены учел приращени , три регистра , группа элементов И и элемент задержки , выход которого соединен с управл ющим входом первого регистра, а вход соединен с выходом переполнени  счетчика и с первым управл ющим входом второго регистра, второй управл ющий вход которого подключен ко второму выходу блока управлени , третий выход которого соединен с управл ющим входом третьего регистра, входы которого через второй и первый регистры соединены .с выходами группы элементов И, причем первые входы каждой подгруппы группы элементов И соединены с выходами соответствующих бло ков сравнени , вторые входы подключены параллельно к выходам двух младших разр дов счетчика, при этом выходы двух младших разр дов второго и третьего регистров.подключены к соответствующим входам узла приращени  . На чертеже представлена структурна  схема многоканального след щего преобразовател  аналог-код. Преобразователь содержит генерато импульсов 1, ключ 2, счетчик 3, пре . образователь код-напр жение 4, бло ки сравнени  5, входные шины 6, блок управлени  7, элемент задержки 8, группу элементов И-9, регистры 10-12 узел приращений 13. Устройство работает следующим образом . В начале работы на выхрДе блока управлени  7 формируе.тс  разрешающий уровень напр жени , который пропускает импульсы от генератора 1 через ключ 2 на вход двоичного счетчика 3. С поступлением каждого из этих импул сов содержимое счетчика увеличиваетс на единицу. Благодар  этому на выход преобразовател  код-напр жение 4 образуетс  линейно-ступенчатое напр  жение, высота каждой ступеньки которого равна весу младшего разр да сче чика. С возрастанием содержимого сче чика на блоках сравнени  5 производитс  сравнение указанного ступенчатого напр жени  CQ всеми входными ан логовыми сигналами, которые подаютс  через входные шины 6. В момент равенства аналогового сигнала i-того входного канала со ступенчатым напр  жением на выходе i-того блока сравиег )и  3 вырабатываетс  сигнал. В 3Ttvr момент содержимое счетчика 3 со ответствует двоичному коду цифрового эначени  аналогового сигнала 61-того канала, и указанный импульс через группу элементов И 9-1.,,9-т осуществл ет передачу содержимого двух младших разр дов счетчика 3 в те разр ды регистра 10, входы которых подключены к выходу 5i-того блока сравнени . В результате этого в соответствующих разр дах регистра 10 запоминаютс  два младших разр да двоичного кода аналогового сигнала 5 1-того канала. До переполнени  разр дной сетки счетчика 3 на выходах всех блоков сравнени  5 в момент равенства входных сигналов соответствующих каналов с линейно-ступенчатым напр жением вырабатываютс  сигналы, которые через соответствующие группы элементов И 9 осуществл еют передачу содержимого двух младших разр дов счетчика 3 в соответствующие разр ды регистра 10. При одновременном совпадении двух или нескольких входных аналоговых сигналов со ступенчатым напр жением выходы блоков ср&внени  5 этих каналов через соответствующие группы элементов И 9 осуществл ют параллельную передачу содержимого младших разр дов счетчика 3 в соответствующие разр ды регистра 10. В момент переполнени  разр дной сетки счетчика 3 завершаетс  текущий шаг преобразовани  входных сигналов в цифровой код. Сигнал переполнени , полученный на выходе старшего разр да счетчика 3, передает содержимое регистра 11 в регистр 12. Этот же сигнал задерживаетс  на элементе задержки (одновибраторе 8 и осуществл ет параллельную передачу содержимого регистра 10 в регистр 11. После этого начинаетс  очередной цикл преобразовани  входных аналоговых сигналов и параллельно с. этим на узле приращений 13 определ ютс  значение и знак приращений предыдущего шага. При этом определение знака и значени  приращений производитс , начина  с первого канала, в нарастающем пор дке. После определени  разности и знака разности соседних ординат дл  первого , канала блок управлени  вырабатыиает импульсы сдвига, по которым содержимое регистров 11 и 12 сдвигаетс  на два разр да. При этом на вход узла приращений 13 поступлтт два млад5 ших разр да цифрового кода второго канала, и на выходе указанного узла 13 формируютс  разность и знак разности второго канала. Далее аналогичным образом по импульсам от блока управлени  сдвигает с  содержимое регистров 11 и 12 по. два разр да, и на узле приращений 13 последовательно определ ютс  разност и знак разности остальных каналов. Таким образом, до окончани  следующе го цикла на выходе узла приращений последовательно выдаютс  разность Д X и знак разности сигналов вход ных каналов 5. При этом первый выход определ ет абсолютное значение разности соседних ординат Сл Х-) и принимает значение I или О, второй выход определ ет знак разности д X и также принимает значение 1 и также принимает значение или О. Если второй выход принимает значение , это означает, что разность имеет отрицательный знак; если принимает значение О, это означает что разность имеет положительный зна Преобразу  реальные многомерные сигналы, устройство использует один преобразователь аналог-код, при эт значительно улучшаютс  метрологические характеристики многоканального след щего преобразовател  аналог-ко Формула изобретени  Многоканальный след щий преобразователь аналог-код, содержащий ге нератор импульсов, выход которого со динен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с первым выходом блока управлени , а выход подключен к счетному входу счетчика, вы 2 ходы которого соединены со входами преобразовател  код-1гапр жение, выII ход которого соединен с первыми входа-ми блоков сравнени , вторые входы которых подсоединены ко входным шинам, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  метрологических характеристик преобразовател , введены узал приращени , первый, второй и третий регистры, группа элементов И, и элемент задержки, выход которого соединен с управл ющим входом первого регистра, а вход соединен с выходом переполнени  счетчика и с первым управл ющим входом второго регистра, второй управл ющий вход которого подключен ко второму выходу блока управлени , третий выход которого соединен с управл ющим входом третьего регистра, входы которого через второй и первый регистры соединены с выходами группы элементов И, причем первые входы каждой подгруппы группы элементов И соединены с выходами соответствующих блоков сравнени , а вторые входы подключены параллельно к выходам двух младших разр дов счетчика, при этом выходы двух младших разр дов второго и третьего регистров подключены к соответствующим входам узла приращени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Преобразователи информации в аналого-цифровых вычислительных устройствах и системах, Под ред. Г.М.Петрова , М., Машиностроение, 1973, с. 311, рис. 127.
2. 2.Дроздов Е.А. и др. Электронные цифровые вычислительные машиш 1. М., Воениздат, 1968, с. 511, рис.8.31 (прототип),